モータースターターとは？
モータースターターは、電動機の始動、停止、保護を行う電気機器です。電磁コンタクタ（電源のオン/オフ）と過負荷リレー（モーター保護）を一つのユニットに組み合わせています。電気設備技術基準では、ほとんどのモーター用途でスターターの使用が義務付けられています。
モータースターターには3つの重要な機能があります：
- 制御：プッシュボタン、タイマー、サーモスタット、または自動化システムによるモーターの遠隔始動・停止
- 保護：モーターが長時間過電流状態になった場合に電源を遮断（過負荷保護）
- 安全：低電圧解放（LVR）による停電後の自動再起動防止、および低電圧保護（LVP）による電圧低下時の遮断
モータースターターは、モーター出力、電圧、使用形態（通常運転、重運転）、および1時間あたりの動作回数に基づいて定格付け・選定されます。適切な選定により、確実なモーター運転と規格への適合が確保されます。
モータースターターの構成部品
完全なモータースターターユニットは、通常以下の部品で構成されます：
電磁コンタクタ
モーター主回路の開閉を行う電磁スイッチ。出力および連続電流で定格付け。
過負荷リレー
持続的な過電流を検出。熱式または電子式。コンタクタを遮断してモーター巻線を保護。
過電流遮断装置
短絡・地絡保護用のヒューズまたは遮断器。
制御回路
始動/停止プッシュボタン、パイロットランプ、制御配線。通常120Vまたは24V。
外箱
保護等級に適合した外箱（屋内用IP型、屋外用IP54/IP65）。すべてのスターター部品を収納。
断路器
NEMAモータースターターサイズ
NEMA（米国電機工業会）は、モータースターターを0〜4.5のサイズ番号で分類しています。各サイズには特定の連続電流と出力定格があります。NEMAスターターは保守的な安全マージンで設計されており、頑丈でさまざまな用途に柔軟に対応できます。
NEMAスターターサイズの定義
NEMAサイズはコンタクタ容量と制御可能なモーターの最大出力を決定します：
- Size 0：230Vで最大2HP（18A連続）
- Size 1：230Vで最大5HP / 460Vで最大10HP（27A連続）
- Size 2：230Vで最大10HP / 460Vで最大25HP（45A連続）
- Size 3：230Vで最大25HP / 460Vで最大50HP（90A連続）
- Size 4：230Vで最大50HP / 460Vで最大100HP（135A連続）
- Size 4.5：230Vで最大100HP / 460Vで最大200HP（270A連続）
出力・電圧別モータースターター選定チャート
このチャートを使用して、モーターに適したNEMAスターターサイズをすばやく選定できます。モーターの出力と電圧を見つけ、対応するNEMAサイズを選択してください：
単相モーター
| HP | 115V | 230V | NEMAサイズ | 連続電流 |
|---|---|---|---|---|
| 1/4 | 5.8 A | 2.9 A | 0 | 18A |
| 1/3 | 7.2 A | 3.6 A | 0 | 18A |
| 1/2 | 9.8 A | 4.9 A | 0 | 18A |
| 3/4 | 13.8 A | 6.9 A | 0 | 18A |
| 1 | 16 A | 8.0 A | 0 | 18A |
| 1-1/2 | 20 A | 10 A | 0 | 18A |
| 2 | 24 A | 12 A | 0 | 18A |
| 3 | 34 A | 17 A | 1 | 27A |
| 5 | 56 A | 28 A | 2 | 45A |
三相モーター
| HP | 230V | 460V | 575V | NEMAサイズ | 連続電流 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1/2 | 2.0 A | 1.0 A | 0.8 A | 0 | 18A |
| 3/4 | 2.8 A | 1.4 A | 1.1 A | 0 | 18A |
| 1 | 3.6 A | 1.8 A | 1.4 A | 0 | 18A |
| 1-1/2 | 5.2 A | 2.6 A | 2.1 A | 0 | 18A |
| 2 | 6.8 A | 3.4 A | 2.7 A | 0 | 18A |
| 3 | 9.6 A | 4.8 A | 3.9 A | 0 | 18A |
| 5 | 15.2 A | 7.6 A | 6.1 A | 1 | 27A |
| 7-1/2 | 22 A | 11 A | 9 A | 1 | 27A |
| 10 | 28 A | 14 A | 11 A | 2 | 45A |
| 15 | 42 A | 21 A | 17 A | 2 | 45A |
| 20 | 54 A | 27 A | 22 A | 2 | 45A |
| 25 | 68 A | 34 A | 27 A | 3 | 90A |
| 30 | 80 A | 40 A | 32 A | 3 | 90A |
| 40 | 104 A | 52 A | 41 A | 3 | 90A |
| 50 | 130 A | 65 A | 52 A | 4 | 135A |
| 60 | 154 A | 77 A | 62 A | 4 | 135A |
| 75 | 192 A | 96 A | 77 A | 4 | 135A |
| 100 | 248 A | 124 A | 99 A | 4.5 | 270A |
過負荷保護の選定
過負荷保護はモータースターターの最も重要な機能です。巻線を損傷する持続的な過電流状態からモーターを保護します。過負荷保護は短絡保護（ヒューズ/遮断器）とは異なります。
過負荷保護の選定ルール
| モーター種類 | 過負荷定格 | 参考基準 |
|---|---|---|
| 使用率 ≥ 1.15 | 125% 銘板定格電流 | 電気設備技術基準 |
| 温度上昇 ≤ 40°C | 125% 銘板定格電流 | 電気設備技術基準 |
| その他のモーター | 115% 銘板定格電流 | 電気設備技術基準 |
| 密閉型冷媒圧縮機 | 140% 定格負荷電流 | 電気設備技術基準 |
過負荷リレーの種類
- 熱式（バイメタル）：最も一般的。モーター電流で加熱されたバイメタルが変形する原理を利用。モーター始動を許容する固有の時間遅延があります。Class 10、20、または30のトリップ時間。
- 電子式（ソリッドステート）：より正確で調整可能。定格電流、トリップクラス、欠相検出のデジタル設定。重要な用途やインバーターバイパススターターに適しています。
- 溶融合金式：最も古い技術。特定の温度で溶融する共晶合金を使用。現代の設置ではあまり使用されません。
トリップクラス
トリップクラスは、過負荷リレーがローター固定状態でどの程度速く作動するかを定義します：
| クラス | 600%定格電流時のトリップ時間 | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| Class 5 | 2秒 | 最速保護、特殊モーター |
| Class 10 | 10秒 | 標準モーター、HVAC機器 |
| Class 20 | 20秒 | 始動時間が長い、高慣性負荷 |
| Class 30 | 30秒 | 非常に長い始動、大型ファン/ポンプ |
モータースターター用コンタクタの選定
コンタクタはモーター主回路の開閉を行う電磁スイッチです。適切なコンタクタの選定により、確実なスイッチング動作と長い耐用年数が得られます。
コンタクタの定格要件
モーターコンタクタは以下の定格要件を満たす必要があります：
- 連続電流 ≥ モーター定格電流 — コンタクタのAC-3定格はモーターの定格電流を上回る必要があります
- 出力定格 ≥ モーター出力 — 使用電圧でのNEMA出力定格がモーターと同等以上である必要があります
- 電圧定格 ≥ システム電圧 — コイル電圧と接点電圧定格が設置環境に適合する必要があります
- 遮断容量 ≥ 使用可能故障電流 — コンタクタは設置地点での予想故障電流に耐える必要があります
コンタクタの使用カテゴリ（IEC）
- AC-1：無誘導または低誘導負荷（抵抗加熱、照明）
- AC-2：巻線型モーター — 始動、ジョグ
- AC-3：かご形モーター — 始動、運転中遮断
- AC-4：かご形モーター — 始動、反転制動、ジョグ（最も過酷）
標準的なモーター始動用途では、AC-3使用カテゴリのコンタクタを選択してください。頻繁なジョグや反転制動がある用途では、AC-4定格を使用してください。
モータースターターに関する電気設備技術基準の要件
電気設備技術基準および関連規格には、モーター回路に関する包括的な要件が含まれています。モータースターターの選定に関連する主要な項目は以下の通りです：
過負荷保護
すべてのモーターは、上記のルールに従って過負荷保護を設ける必要があります。過負荷装置は持続的な過電流状態を検知し、対応できなければなりません。
過負荷時の遮断
過負荷保護は回路のすべての非接地導体を遮断する必要があります。つまり、三相モーターには三極過負荷リレーが必要です。
モーター制御器
モーター制御器（スターター）は、制御するモーターの始動と停止ができ、システム電圧でモーター出力に適合する定格を持つ必要があります。
分岐回路の過電流保護
モーター分岐回路の最大過電流装置定格：
| 過電流装置の種類 | モーター定格電流の最大百分率 |
|---|---|
| 非時限ヒューズ | 300% |
| 時限ヒューズ | 175% |
| 逆時限遮断器 | 250% |
| 瞬時遮断器（モーター回路プロテクタ） | 800% – 1300% |
断路器
モーターの近くで視認できる位置に断路器を設ける必要があります（視認できない場合はモーター位置で施錠可能）。断路器の定格はモーター定格電流の115%以上である必要があります。
NEMAとIECモータースターターの比較
NEMAとIECスターター基準の違いを理解することで、適切な製品の選択に役立ちます：
| 特徴 | NEMA | IEC |
|---|---|---|
| 設計思想 | 保守的、重厚 | 精密、用途特化 |
| 選定方法 | サイズ番号（0〜4.5） | 電流定格（例：9A、12A、25A） |
| 安全マージン | 大きな内蔵マージン | 最小マージン、厳密な仕様 |
| 物理サイズ | 大型、頑丈 | コンパクト、省スペース |
| コスト | サイズあたり高い | 低く、選択肢が多い |
| 一般的な用途 | 北米の商業/産業 | グローバル産業、OEM機器 |
| ジョグ/反転制動 | 同じスターター（オーバーサイズ） | AC-4定格を選択する必要あり |
| 規格 | NEMA ICS 2 | IEC 60947-4-1 |
インバーターをモータースターターとして使用
インバーター（VFD）はモータースターターとして機能し、ソフトスタート機能と速度制御を提供できます。インバーターをスターターとして使用する場合：
- ソフトスタート：インバーターはモーター速度を段階的に上げ、高い突入電流を排除します（直接始動時は通常定格電流の150-600%）
- 過負荷保護：内蔵の電子過負荷保護により、別途の過負荷リレーが不要です
- バイパスコンタクタ：一部の設置では、フルスピード時にインバーターをバイパスするバイパスコンタクタを含み、効率を向上させます
- 隔離：保守点検用に、規格に基づき断路器の設置が依然として必要です
インバーターをスターターとして選定する場合、インバーターの連続電流定格 ≥ モーター定格電流を選択してください。一定トルク用途（コンベア、圧縮機）ではインバーターの一定トルク定格を使用し、変動トルク用途（ファン、ポンプ）では変動トルク定格で十分です。